本发明属于废旧轮胎资源化利用技术领域，涉及一种废旧轮胎热解制备炭黑的方法。
背景技术：
热解碳黑是废旧轮胎热解的重要产物，主要由轮胎生产过程中添加的炭黑和无机填料，以及热解过程中由于二次反应形成的焦炭沉积物组成，产率达30％～40％，其市场应用价值决定着热解工艺的经济收益。橡胶用炭黑消耗量占炭黑总量的90％，其中轮胎用占67.5％。废轮胎热解制备炭黑替代工业炭黑反应用于橡胶工业是目前最受关注的应用之一。
废轮胎热解炭黑的组成和结构与添加的工业炭黑总体相似，但其性能实际低于工业炭黑，市场应用收益不佳，原因有三：一、由于使用要求的不同轮胎不同部位添加炭黑品种不同，因此热解碳黑实际是多种炭黑的混合物；二、轮胎灰分组分的沉淀；三、热解过程产生的碳质沉积物。目前提高热解碳黑品质的主要方法分两类：针对热解碳黑改性的结果控制和针对热解工艺的过程控制。
中国专利cn107379322a公开了一种轮胎炭黑循环利用方法(2017.11.24)，将废旧轮胎经过预处理粉碎至25mm*25mm大小，送入500℃-700℃温度和微负压环境下的热解塔进行热解，热解碳黑在343k条件下与硝酸共混2h后水洗至ph≥5，滤液在378k的温度下干燥至恒重后加入硬脂酸和丙酮的混合溶液并静置24小时，最后干燥至恒重后造粒或直接包装，炭黑可100％替代n550及n234炭黑用于新轮胎制造。这种改性处理不仅增加了工艺复杂性，增加了设备和原材料的成本投入，还会产生额外的废水、废渣的处理费用，经济性总体较差，难以得到推广。
中国专利cn107556785a公开了一种橡胶补强用再生补强炭黑的制备方法(2018.01.09)，以废轮胎为原料，在无氧条件的还原炉中经微波加热脱除气态产物后，微波加热同时向还原炉中通入温度为350～700℃的介质气体，经微波加热脱除的气态产物随介质气体排出还原炉，高温及载气的条件可避免焦油污染物对炭黑粒子造成影响，使橡胶经高温裂解得到的固体炭黑粒子结构不被破坏，从而保持固态炭黑的橡胶补强性能。虽然该方法避免了后续额外的投入，但是由于缺乏材料介电特性的基础数据导致微波热解的商业化应用受阻，同时该方法缺乏普遍性，并不适用传统热解方式。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种废旧轮胎热解制备炭黑的方法，通过预处理环节将废旧轮胎分成胎面和胎侧两部分，单独进行热解处理。一方面可将不同种类的炭黑从源头进行区分，消除不同性质炭黑之间的相互影响；另一方面，依据胎面热解炭黑和胎侧热解炭黑的不同性质，可选择不同的最佳应用途径。该方法不仅有效提高了热解炭黑附加值，而且工艺简单，无额外成本投入，解决了现有技术商业推广受限的问题。
本发明的技术方案：
一种废旧轮胎热解制备炭黑的方法，步骤如下：
废轮胎首先经切圈机去除胎圈钢丝，然后经自动切割装置切割分为胎面和胎侧两部分，胎面部分经破碎机破碎后进入热解系统，热解得到炭黑，热解后的炭黑进入磁选工序，实现炭黑与胎面钢丝的分离；胎侧部分经破碎机破碎后进入热解系统，热解得到炭黑，由于胎侧部分不含钢丝，热解后的炭黑无需磁选，直接利用；
所述的胎面部分为轮胎与地面接触的部分，厚度为轮胎纵向深度，胎面部分含有轮胎的全部钢丝成分；
所述的胎侧部分为轮胎去除胎面后的剩余部分；
所述的热解系统，热解温度400℃～600℃，升温速率5℃/min-20℃/min，停留时间30min-2h，载气类型为n2、水蒸气或二者的混合气体，载气流速为50ml/min-200ml/min。
所述的磁选工序使用的设备是磁选机。
本发明的有益效果：
(1)本发明可实现提高炭黑质量和收益的目的。因为轮胎制造过程中胎面部分和胎侧部分添加的炭黑种类不同，因此将胎面和胎侧分开单独热解可将炭黑从源头进行分离，得到两种相对单纯的热解碳黑产品，不仅提高了炭黑的质量同时增加了热解炭黑销售渠道。
(2)本发明经济性好。胎面部分含有全部钢丝而胎侧部分不含钢丝，不仅使得废旧轮胎钢丝的回收更为集中，同时处理胎侧部分时，可节约破碎工序的部分能耗和全部磁选工序的能耗；胎面部分和胎侧部分可使用同一套生产线，无需额外投入，设备利用率高
(3)本发明灵活性强。一方面可根据市场炭黑产品需求的不同调整胎面和胎侧热解炭黑的生产周期，提高生产效率；另一方面本发明可与任何废旧轮胎处理技术(热处理技术，破碎技术等)连用，达到相应的生产目的。
(4)本发明商业推广可能性大。热解炭黑的提质问题是现实废旧轮胎处理企业的瓶颈问题，亟待解决，而现有技术普遍经济性差，实际运行困难，该技术可有效解决以上矛盾，具备很高的商业推广能力。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。
一种废旧轮胎热解制备炭黑的方法，废轮胎首先经切圈机去除胎圈钢丝，后经自动切割装置分为胎面和胎侧两部分。胎面部分经破碎机破碎后进入热解系统，热解装置为固定床，热解温度500℃，升温速率10℃/min，停留时间：30min，载气类型：n2，载气流速：100ml/min。热解后的炭黑经磁选机，实现炭黑与胎面钢丝的分离，热解碳黑得以利用；胎侧部分经破碎机破碎后进入热解系统，热解装置为固定床，热解温度500℃，升温速率10℃/min，停留时间：30min，载气类型：n2，载气流速：100ml/min。热解后的炭黑直接利用。
得到的胎面热解炭黑和胎侧热解炭黑经检测，得到的性能指标见表1。
表1胎面热解炭黑和胎侧热解炭黑的性质对比
胎侧热解炭黑可用做补强炭黑反用于轮胎生产过程，其性质优于商业炭黑n660。而胎面炭黑由于灰分含量过高，不宜用做补强炭黑，可考虑用回用为低品质碳填料，或因其较高的比表面积考虑作为吸附剂的可能性。
以上所述只是本发明制备炭黑的实施方式之一，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离废旧轮胎胎面部分和胎侧部分分开处理的条件下，可对后续处理方式或者热解炭黑应用做出改进或改变，这些也应视为本发明保护范围。